Uyoga wa Chernobyl: maisha yasiyo ya kawaida chini ya mionzi

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Uhai una uwezo wa kudhibiti hata mionzi hatari na kutumia nishati yake kwa faida ya viumbe vipya.

Kinyume na matarajio mengi, maafa ya Chernobyl hayakugeuza misitu iliyozunguka kuwa jangwa la nyuklia lililokufa. Kila wingu lina safu ya fedha, na baada ya kuanzishwa kwa eneo la kutengwa, shinikizo la anthropogenic juu ya asili ya ndani ilishuka kwa kasi. Hata katika maeneo yaliyoharibiwa zaidi, maisha ya mmea yalipatikana haraka, nguruwe wa mwitu, dubu na mbwa mwitu walirudi kwenye Bonde la Pripyat. Asili huwa hai kama Phoenix wa ajabu, lakini ufahamu usioonekana wa mionzi husikika kila mahali.

"Tulikuwa tukitembea msituni, anga lilikuwa limechorwa na machweo ya jua," anasema mwanabiolojia wa Amerika Christopher Robinson, ambaye alifanya kazi hapa mnamo 2018. - Katika uwazi mkubwa, tulikutana na farasi, karibu arobaini. Na wote walikuwa na macho ya manjano ambayo hayangeweza kutofautisha kati yetu tunayopita. Hakika, wanyama wanakabiliwa na cataracts en masse: maono ni nyeti hasa kwa mionzi, na upofu ni matokeo ya kawaida ya maisha ya muda mrefu katika eneo la kutengwa. Matatizo ya maendeleo ni ya kawaida kwa wanyama wa ndani, na mara nyingi saratani hutokea. Na mbaya zaidi kuwa karibu na kitovu cha ajali hiyo.

Kizuizi cha nne, ambacho kililipuka mnamo 1986, kilifunikwa na sarcophagus ya kinga miezi michache baadaye, ambapo uchafu mwingine wa mionzi kutoka kwa tovuti ulikusanywa. Lakini tayari mnamo 1991, mwanabiolojia Nelly Zhdanova na wenzake walipochunguza masalio haya kwa kutumia vidhibiti vilivyodhibitiwa kwa mbali, maisha yalijitokeza hapa pia. Uchafu huo mbaya ulipatikana kuwa unakaliwa na jamii zinazositawi za uyoga mweusi.

Kwa miaka iliyofuata, wawakilishi wa genera kama mia moja walitambuliwa kati yao. Baadhi yao sio tu kuhimili kiwango cha mauti cha mionzi, lakini hata wao wenyewe wanavutiwa nayo, kama mimea kuwasha.

Kuishi

Mionzi ya juu ya nishati ni hatari kwa viumbe vyote. Inaharibu kwa urahisi DNA, na kusababisha mabadiliko na makosa katika kanuni. Chembe nzito zinaweza kuvunja misombo ya kemikali kama mizinga, na kusababisha kuonekana kwa radicals hai, ambayo huingiliana mara moja na jirani wa kwanza wanaopata. Mlipuko mkali wa kutosha unaweza kusababisha radiolysis ya molekuli za maji na mvua nzima ya athari ambazo huua seli. Licha ya hili, viumbe vingine vinaonyesha upinzani wa kushangaza kwa ushawishi huo.

Viumbe vyenye seli moja vina muundo rahisi, na si rahisi sana kuvuruga kimetaboliki yao kwa radicals bure, na zana zenye nguvu za kutengeneza protini hurekebisha haraka DNA iliyoharibika. Matokeo yake, uyoga una uwezo wa kunyonya hadi 17,000 Gray ya nishati ya mionzi - maagizo mengi ya ukubwa zaidi ya kiasi kilicho salama kwa wanadamu. Zaidi ya hayo, baadhi yao hufurahia "mvua" kama hiyo ya mionzi.

Korongo maarufu la Mageuzi karibu na Mlima Karmeli huko Israel limeelekezwa kwa mteremko mmoja kuelekea Ulaya, mwingine kuelekea Afrika. Tofauti kati ya kuangaza kwao hufikia 800%, na mteremko wa "Kiafrika" unaowaka na jua unakaliwa na uyoga unaokua vizuri mbele ya mionzi. Kama zile zinazopatikana Chernobyl, zinaonekana nyeusi kwa sababu ya kiwango kikubwa cha melanini. Rangi hii ina uwezo wa kuzuia chembe zenye nguvu nyingi na kusambaza nishati zao, kuzuia seli kutokana na uharibifu.

Kufuta kiini vile cha vimelea, chini ya darubini, mtu anaweza kuona "mzimu" wake - silhouette nyeusi ya melanini, ambayo hujilimbikiza kwenye tabaka za kuzingatia kwenye ukuta wa seli. Uyoga kutoka upande wa "Kiafrika" wa korongo huwa na mara tatu zaidi kuliko wenyeji wa mteremko wa "Ulaya". Pia ni matajiri katika vijidudu vingi wanaoishi kwenye nyanda za juu, ambazo katika hali ya asili hupokea hadi 500-1000 Grey kwa mwaka. Lakini hata kiasi kizuri cha mionzi iliyoingizwa kwa uyoga sio kitu. Haiwezekani kwamba melanini hii yote hutolewa kwa ulinzi pekee.

Mafanikio

Hata Nelly Zhdanova mnamo 1991 alionyesha kwamba uyoga uliokusanywa karibu na kiwanda cha nguvu cha nyuklia cha Chernobyl hufikia chanzo cha mionzi na kukua vyema mbele yake. Mnamo 2007, matokeo haya yalitengenezwa na wanabiolojia Arturo Casadevala na Ekaterina Dadachova wanaofanya kazi nchini Marekani. Wanasayansi wameonyesha kuwa chini ya ushawishi wa mionzi mamia ya mara juu kuliko asili asilia, uyoga mweusi wa melanised (Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis na Cryptococcus neoformans) hufyonza kaboni kutoka kwa virutubishi mara tatu zaidi. Wakati huo huo, fungi ya albino ya mutant, isiyoweza kuzalisha melanini, ilivumilia mionzi kwa urahisi, lakini ilikua kwa kiwango cha kawaida.

Inafaa kusema kuwa melanini inaweza kuwa katika seli katika usanidi tofauti wa kemikali. Fomu yake kuu kwa wanadamu ni eumelanini, inalinda ngozi kutoka kwenye mionzi ya ultraviolet na inatoa rangi ya kahawia-nyeusi. Rangi nyekundu ya midomo na chuchu imedhamiriwa na uwepo wa pheomelanini. Na ni pheomelanini ambayo hutolewa na seli za kuvu chini ya ushawishi wa mionzi, ingawa kwa idadi kama hiyo tayari inaonekana nyeusi kabisa.

Mpito kutoka eu- hadi pheomelanini unaambatana na ongezeko la uhamisho wa elektroni kutoka NADP hadi ferricyanide - hii ni moja ya hatua za kwanza katika biosynthesis ya glucose. Haishangazi kwamba, kulingana na mawazo fulani, fungi kama hizo zina uwezo wa kutekeleza athari sawa na photosynthesis, lakini badala ya mwanga hutumia nishati ya mionzi ya mionzi. Uwezo huu unawaruhusu kuishi na kustawi pale ambapo viumbe ngumu zaidi na finicky hufa.

Idadi kubwa ya vijidudu vya kuvu vilivyo na melani nyingi hupatikana kwenye amana za Kipindi cha Mapema cha Cretaceous. Katika enzi hiyo, wanyama na mimea mingi ilitoweka: "Kipindi hiki kinaendana na mpito kupitia" sufuri ya sumaku "na upotezaji wa muda wa" ngao ya sumakuumeme "ambayo inalinda Dunia kutokana na mionzi," anaandika Ekaterina Dadachova. Uyoga wa radiotrophic haukuweza kusaidia lakini kuchukua fursa ya hali hii. Hivi karibuni au baadaye, tutatumia hii pia.

Nyongeza

Matumizi ya melanini kwa kutumia nishati ya mionzi bado ni dhana tu. Walakini, utafiti unaendelea, kwani radiotroph sio kitu cha kigeni. Katika hali ya ukosefu wa rasilimali na mionzi ya kutosha, kuvu zingine za kawaida zinaweza kuongeza muundo wa melanini na kuonyesha uwezo wa "kulisha mionzi". Kwa mfano, C. sphaerospermum na W. dermatitidis zilizotajwa hapo juu ni viumbe vya udongo vilivyoenea, na C. neoformans wakati mwingine huwaambukiza wanadamu, na kusababisha cryptococcosis ya kuambukiza.

Uyoga kama huo hukua kwa urahisi katika hali ya maabara, ni rahisi kudhibiti. Na kwa sababu ya uwezo wao wa kujaza maeneo yenye uchafuzi mwingi, wanaweza kuwa zana rahisi ya utupaji wa taka zenye mionzi. Leo, takataka kama hizo - kwa mfano, ovaroli za zamani - kawaida hukandamizwa na kukunjwa kwa uhifadhi hadi nuclides zisizo thabiti zimeisha kawaida. Inawezekana kwamba uyoga ambao unaweza kuishi kwenye mionzi ya juu ya nishati itaharakisha mchakato huu wakati mwingine.

Mnamo 2016, uyoga wa melani uliokusanywa karibu na kiwanda cha nguvu cha nyuklia cha Chernobyl ulitumwa angani. Hata kwa ulinzi wote unaozingatiwa, viwango vya kawaida vya mionzi kwenye ISS ni mara 50 hadi 80 zaidi ya mionzi ya nyuma karibu na uso wa Dunia, ikitoa hali ya ukuaji wa seli hizo. Sampuli zilitumia takriban wiki mbili katika obiti kabla ya kurejeshwa ili kuruhusu wanasayansi kuchunguza jinsi microgravity iliwaathiri. Labda siku moja uyoga utalazimika kuishi kama hii kutoka kizazi hadi kizazi.

Nishati ya mionzi ya nyota inadhoofika haraka inaposonga kwenye ukingo wa mfumo wa jua, lakini mionzi ya ulimwengu iko katika viunga vya mbali zaidi. Kinadharia, melanini ya seli za kuvu inaweza kutumika kutengeneza biomasi au kuunganisha molekuli changamano ambazo zingehitajika wakati wa misheni ya masafa marefu. Kuna uwezekano kwamba pamoja na kijani kibichi na kijani kibichi kwenye spacecraft ya siku zijazo, mtu atalazimika kupanga nyingine - ya mbali zaidi, ambayo itafunikwa na ukungu mweusi muhimu ambao unaweza kunyonya nishati ya mionzi.